Python 编程的课程设计研究

尤作林

本文探讨了小学图形化编程的教学目标，提出教学安排，以游戏化项目式教学方法实现 Python编程的图形化编程教学，探索从 scratch 到 Python的过渡方法，对培养学生的思维能力及学习 Python的兴趣具有积极作用。

Python当前在很多领域都应用广泛，基于 scratch 的图形化编程是当前中小学学习 Python的重要方法，为了让学生早期接触 Python，培养计算机思维，可以采用 Python图形化编程的方法，将编程细化为简单、有趣的项目来学习。

教学目标

教学目标在于让学生掌握使用 scratch 进行图形化编程的能力，形成对 Python语法的认识，可以通过 Python进行简单编程。就过程与方法上，通过教师讲解先导知識，学生通过协助学习及自主探究的方式，形成对 Python的认识。在图形化编程的过程中，增强对学习 Python的兴趣。

教学安排

学习阶段，需要掌握 scratch 图形化编程软件的操作方法，基于相关模块来学习条件、循环等编程命令的使用。项目应用阶段为学生创作，目的在于提高解决实际问题的能力，如制作门铃、楼道感应灯和音乐盒等作品。

这几个阶段的难度逐渐增加、逐渐复杂，学习过程中随着难度的增加及语句的复杂性不断提高，学生可能会丧失对学习 Python的兴趣，为了让学生始终保持兴趣，形成对Python编程的热爱，需要教师采用游戏教学的方法来提高学生的学习积极性，通过学生动手操作及运行程序来得到成就感、满足感。在教学内容安排上，基于学生不同的年龄段安排符合其年龄、认知特点的内容，随着其年龄的增加，抽象程度也逐渐增高。

教学过程及设计

采用游戏化的项目式教学。设计教学情节，例如小女孩为小朋友介绍前往 Python王国的方法（安装 Python软件）;小蟒蛇带领小朋友寻找新朋友，介绍使用 Python语言来通过电脑来进行交流;采用 Python程序计算水果总价;帮小动物画五角星等。

借鉴学生以往采用 scratch 编程的经历，教师首先为学生提供成品 Python代码，用模块化、图形化的方法来让学生研究与讨论，来了解代码的作用与结构，弄明白代码片段的意思，从提供的代码中选择片段进行拼接及调试，从而让代码正常运行。提前为学生讲解程序的结构，说明核心代码的作用，从而方便学生的学习。由于学生都已经使用 scratch 进行过模块化编程，因此这一方法学生容易理解，可以在短时间内上手。

学习 Python时，引导学生在实际体验、探索的过程中来学习。例如教师编写“抽奖”小游戏的 Python代码，让学生先抽奖，在实践过程中了解代码的作用、程序的结构。为学生提供编写好的代码，让学生将整个代码视作图形来分析程序的结构，通过拼接来探索逻辑运算符的作用，帮助学生认识抽奖游戏的实质。通过程序来模拟游戏化情境，为学生说明游戏的方法，比一比谁赢得最多，从而提高学生参与学习的热情。对 scratch 案例进行分析，让学生以自己熟悉的形式来认识抽奖程序的算法结构，从而自然地转到 Python的学习。学习时复习随机数的生成，为学生提供能从 1～9 中随机生成整数的代码，学生自行尝试将代码修改为从 1～3 中随机生成整数的代码。学生成功完成操作后，教师再次为学生展示代码，讲解抽奖活动的逻辑是生成随机数并进行比较，从而判断是否中奖及奖项，之后让学生尝试编写该程序，如图 1 所示。完成后教师提出具体要求“玩家有 100 枚硬币，每次抽奖费用10 枚硬币，当抽到一等奖、二等奖、三等奖时分别奖励 30枚、20 枚、10 枚硬币，继续提供代码，让学生对代码进行拼接，探索玩家中奖的概率。之后从商家角度来探讨该如何优化游戏才能提高自己的效益，如降低二等奖中奖概率、减少奖励硬币数量、增加抽奖所需硬币数量等，从而让学生认识到算法的重要性。学生成功尝试后，教师可以为学生展示基于 Python 的智能算法并发放给学生，让学生通过游戏认识到该算法如何让玩家早期获利，后期越玩越亏。

教学评价

教学评价包括了总结性评价及过程性评价。总结性评价发生于课堂结课时，学生完成综合性作品或项目，教师对完成情况进行评价。过程性评价发生于学习过程中，由家长、同学、教师共同参与评价。

Scratch 软件可以为小学生学习 Python带来很大助力，通过图形化编程来培养计算机思维，是一种行之有效的方式。基于 STEAM 理念的指导，采用游戏化的教学方法来让Python课程的学习变得更加有趣，提高学生对编程的兴趣。